凸透镜成像规律专题复习总结

【本讲教育信息】

一. 教学内容：

凸透镜成像规律专题复习总结

二. 教学过程：

（一）考点点拨：在初中光学部分中重点内容是光的直线传播，光的反射，光的折射。前两部分比较简单。难点在于光的折射之一部分，而光的折射部分中，凸透镜成像规律对于我们初中学生来说比较困难。那么本节课我们就重点复习、总结凸透镜成像规律。

（二）跨越障碍

<1>凸透镜成像规律怎样记忆

首先我们先复习一下凸透镜成像的规律：

（1）当u=2f时，凸透镜成倒立等大的实像，此时v=2f （2）当u>2f时，凸透镜成倒立缩小的实像，此时f2f

（4）当u

[1]成实像时物和像的位置记忆

1、当物体在2f之外时，此时形成的是缩小的实像，像在1f-------2f之间。（注意观察一下像和物的位置，理解缩小的像时可以以人的眼睛为例，例如物体隔离我们远时，我们看到物体很小）

2、当物体在2f点上时，此时形成的是等大的实像。像也在2f点上。 3、当物体在1f------2f焦距之间时，此时形成放大的实像，像在2f之外。（注意观察一下此时像和物的位置，再和物距u>2f时相比较）

由上面1，2、3我们可以总结出物和像的位置关系，即物在2f之外时，像在1f----2f之间

物在1f------2f之间时，像在2f之外 物距u=2f时，像v=2f

所以为了便于记忆我们把成实像时物和像的位置称为“互异性” 成虚像时单独记忆就可以了。

例1. 凸透镜的焦距f=10cm，蜡烛原来放置在离凸透镜25cm的地方，当逐渐靠近12cm时，像距如何变化，以及像是怎么变化的？

点拨：凸透镜的焦距为f=10cm，

25cm>2f，此时成缩小的像，像在1f-----2f之间 2f>12cm>f，此时成放大的像，像在2f之外。

所以当从25cm向12cm靠近时，像逐渐增大，像距逐渐增大。 同学们可以根据我们刚学习的互异性解答，更简便。

例2. 一个物体到凸透镜的距离是30cm时，在光屏上得到一个放大的实像，若把物体沿凸透镜的主轴移到距凸透镜45cm处，则成像的情况是 （ ） A. 放大的实像 B. 缩小的实像 C. 等大的实像 D. 上述三种情况都可能

点拨：凸透镜所成像的性质与物距有关，由第一次成倒立、放大的实像可知f＜u＜2f，即f＜30cm＜2f，由此可判断焦距的范围是15cm＜f＜30cm。当物距为45cm时，物距肯定大于焦距，但由于焦距f在15cm和30cm之间变化，所以三种情况就都有可能。

答案：D

例3. 当蜡烛离凸透镜7cm时，此时在凸透镜的另一侧12cm处呈现了一个放大的像，试着确定一下凸透镜的焦距范围，如果物距为20cm时，成什么样的像？

点拨：此题含有隐含条件，如“在凸透镜的另一侧12cm处呈现了一个放大的像” 说明此时的像一定是放大的实像，此时的像距即12cm在2f之外，那么物距即7cm在1f------2f之间 f< 7cm <2f 12cm>2f

得出焦距范围 3.5cm

而物距为20cm，物的位置在2f之外，所以成的是缩小的实像。 [2]正立像和倒立像，实像和虚像的记忆

（1）当u=2f时，凸透镜成倒立等大的实像，此时v=2f （2）当u>2f时，凸透镜成倒立缩小的实像，此时f

（3）当f2f （4）当u

例4. 一般我们的手表的表蒙子上会有一个透明的玻璃，通过它我们就可以看清手表上的很小的刻度，请问表蒙子上的玻璃相当于什么？

点拨：手表上表示的刻度很小，我们往往看不清楚，但是加上玻璃之后，我们看清了，说明此时形成了放大的像，而此时的像是正立的，所以此时的像是虚像，那么此时的玻璃实际上就是相当于凸透镜的作用。

例5. 我们通过圆形的鱼缸观察鱼时和实际鱼的大小有差别，通过鱼缸观察到的鱼比实际的大，请你根据所学的知识做出合理的解释。

点拨：观察到的鱼比实际的鱼大，说明我们观察到的是鱼的放大的像。而观察到的鱼的像一定是正立的。所以观察到的是鱼放大的正立的像。而当呈现正立像时一定是虚像。所以此时的鱼缸相当于凸透镜的作用，我们观察到的是鱼通过鱼缸成的虚像。

[3]像的放大和缩小的记忆。 成虚像都是放大的像。

成实像时，物体在1f----2f之间时，成放大的像。

例6. 把凸透镜正对着太阳光，可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑，若将某一物体放在此透镜前20cm处，可得到一个（ ）

A. 倒立放大的实像 B. 倒立缩小的实像 C. 正立放大的实像 D. 正立放大的虚像

点拨：判断物体所成的像，只需要判定物体的物距就可以了（因为物距变化时，像也变化）

此时题中告诉了凸透镜的焦距为f=15cm，而此时的物距为u=20cm 所以此时的物距在1f----2f之间，所成像为放大倒立的实像。选A

例7. 探究凸透镜成像规律的实验中：

（1）第1小组同学依次把点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，但是，在实验中第一小组的同学们无论怎样移动光屏都找不到清晰的像，请你帮他们找一个可能的原因： 。

（2）第1、2两个实验小组分别进行了若干次操作，并把实验数据准确记录在下面表格中。

分析以上数据，你能得到什么结论？（写出两条即可） 点拨：（1）① 蜡烛的烛焰、透镜、光屏三者的中心不在同一直线上；② 蜡烛放在了焦点上；③ 蜡烛放在了焦点以内；④ 蜡烛放在了1倍焦距和2倍焦距之间，但离焦点过近，成像距离较远，光具座不够长，光屏承接不到像。

（2）①在凸透镜焦距一定且成实像的情况下，物体离凸透镜越远（近），像离凸透镜越近（远）；②在成实像的情况下，物距相同时，透镜焦距越大，像离透镜越远；③ 物体到凸透镜距离大于1倍焦距时，成倒立的像。

<2>凸透镜成像光路图 I、凸透镜成像的光路图不要求同学们掌握，但是我们应该熟记凸透镜成像时的三条特殊光线

II、要理解凸透镜对光线的会聚作用

例8. 如图所示，四幅图均表示光线通过凸透镜前后的传播方向，其中正确的是（ ）

A B

C D

点拨：因为凸透镜对光线具有会聚作用，所以判断图的正确性的出发点也就是判断折射光线是否比原来未透过透镜传播时的光线更靠近主光轴。如果是，那么图正确。

答案：C

（三）本节小结：

凸透镜成像规律未总结之前，可能有的同学比较头疼，那么学习这节课之后你又有什么感受呢？学习就是一个不断总结的过程，只要同学们在以后的学习过程中善于不断地总结，每个人的梦想都会成为现实。

【模拟试题】（答题时间：30分钟） 一、选择题

1、把凸透镜正对太阳光，可在距凸透镜10 cm处得到一个最小最亮的光斑．若用此透镜来观察邮票上较小的图案，则邮票到透镜的距离应（ ）

A. 大于10 cm B. 小于10cm

C. 大于20cm D. 在10cm和20cm之间

（*）2、一凸透镜的焦距是10cm，将点燃的蜡烛从离凸透镜50cm处移到15cm处的过程中，像的大小和像距的变化情况是（ ）

A. 像变大，像距变小 B. 像变大，像距变大 C. 像变小，像距变小 D. 像变小，像距变大

（**）3、老师上课时经常用到投影仪，如图所示，关于投影仪的使用，以下做法中合理的是 （ ）

A.投放到屏幕上的画面太靠上时，应增大平面镜与凸透镜的夹角使画面向下移动 B.若想屏幕上的画面大一些，可使投影仪靠近屏幕的同时将凸透镜适当向下移动 C.若想屏幕上的画面大一些，可使投影仪远离屏幕的同时将凸透镜适当向上移动 D.若想屏幕上的画面大一些，可使投影仪远离屏幕的同时将凸透镜适当向下移动

平面镜凸透镜物体螺纹透镜屏幕

（*）4、某物体放在凸透镜前30cm 处时，能在光屏上得到一个倒立缩小的实像，则该凸图6透镜的焦距可能是（ ）

A. 40cm B. 30cm C ．20cm D. 10cm

（*）5、小明在做“凸透镜成像”实验时，将点燃的蜡烛放在凸透镜前20cm处，在透镜另一侧的光屏上观察到缩小的像．小明又把点燃的蜡烛置于原来的光屏处，则所成像的性质是（ ）

A. 倒立放大的实像 B. 正立放大的虚像

C. 倒立缩小的实像 D. 倒立等大的实像

（**）6、小明和小红用焦距相等的相同照相机对小强同学拍照，洗出的底片分别为右图中的甲和乙，则（ ）

A. 小红离小强的距离近 B. 小明和小红离小强的距离相同

C. 小红要使底片上的像与小明的一样大，小红移动位置后，再减少镜头到底片的距离 D. 小红要使底片上的像与小明的一样大，小红移动位置后，再增大镜头到底片的距离

（*）7、如图是用来研究凸透镜成像规律的实验装置示意图（屏未画出），当蜡烛和透镜放在图示位置时，通过移动光屏，可以在光屏上得到与物体等大的像。若透镜位置不变，将蜡烛移到刻度为30cm处，则

10 20 30 40 50 60 70 80（cm） A. 移动光屏，可以在屏上得到倒立放大的像

B. 移动光屏，可以在屏上得到倒立缩小的像 C. 移动光屏，可以在屏上得到正立放大的像

D. 不论光屏移到什么位置，都不能在屏上得到清晰的像

二、填空题

1. 班上照集体照时，发现有同学没在取景框中，此时应将照相机________（填“靠近”或“远离”）同学们，并将相机的镜头和底片间的距离________（填“伸长”或“缩短”） （*）2. 在做“凸透镜成像”实验中，首先要在一条直线上依次放上蜡烛、______、______，然后调节它们的______，使它们的位置大致在同一______。若凸透镜的焦距为10cm，当物体距透镜15cm时，可以成一个______、______的______像，当物体距透镜5cm时，可以成一个______、______的______像。

三、实验探究题

1、小明用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像的规律”的实验。如图所示：

（1）要使像能够成在光屏的中央，应将光屏向 调整（选填“上”或“下”）； （2）实验过程中，当烛焰距凸透镜15cm时，移动光屏至某一位置，在光屏上得到一等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是 cm；

（3）接着使烛焰向左移动5cm，此时应该将光屏向 （选填“左”或“右”）移到某一位置，才能在屏上得到倒立、 、清晰的实像。

2、小宇在做“探究凸透镜成像规律”实验，其实验装置的示意图如图所示。a、b、c、d、e是主光轴上的五个点，F点和2F点分别是凸透镜的焦点和二倍焦距点。

在a、b、c、d、e这五个点中：

①把烛焰放在________点上，可以成正立、放大的虚像。 ②把烛焰放在________点上，所成的像最小。

③把烛焰放在________点上是属于照相机原理。 ④把烛焰放在________点上是属于投影仪原理。 3、在“研究透镜成像规律”的实验中： （1）．请你设计一个测量透镜焦距的简易方案，写出实验步骤：

（A）__________________________________________________ （B） ___________________________． （2）．若在光具座上进行实验时，手边有焦距为48cm、15cm和4cm的三个凸透镜，你认为选用焦距为______cm的凸透镜进行实验更为恰当．理由是：_________________。

【试题答案】

一、选择题

1、B 2、B 3、D 4、D 5、A 6、D 7、D

二、填空题

1、远离，缩短

2、凸透镜 光屏 高度 直线 倒立 放大 实 正立 放大 虚

三、实验探究题 1、（1）下 （2）15 （3）右 放大 2、① e ② a ③ a，b ④ c，d

3、（1）A将凸透镜放在太阳光下，当出现最亮、最小的光点时此点就是焦点，测量出焦点到透镜的距离

B利用凸透镜成像规律，当u=2f成等大的实像，此时测量出物距，物距等于2f （2）15

理由：当物体在2f之外，此时像在1f—2f焦距之间，所以我们要求光具座的长最小为5f，所以48cm太大，而4cm又太小。

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